[发明专利]一种钢筋锈蚀度探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，包括电极体系、主处理模块、脉冲发生装置；所述主处理模块与所述脉冲发生装置连接；所述电极体系包括有一对电极CE、一参比电极RE以及一护环电极GE；所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；所述主处理模块用于完成人机交互测试参数的设定、钢筋电位响应信号采集与存储、测试过程和检测结果的显示、与外部设备实现数据交换共享以及脉冲电流设定，并量化处理测试数据输出可直观表现钢筋不同位置锈蚀程度的三维图形；

所述主处理模块通过测量的数据计算出实时的钢筋锈蚀速率，然后计算出钢筋的锈蚀深度，不同的锈蚀深度用不同的颜色标识，计算机根据钢筋锈蚀深度，实时绘制钢筋的锈蚀效果图；具体采用以下方式进行：

(1)获取原始数据：从测试参数设置中获得钢筋直径、钢筋长度、测试点分布的信息，从测试结果中获得每个测试点对应的锈蚀极化电流数据；

(2)数据计算和储存：根据测试点和钢筋的长度对钢筋进行均匀网格划分，再由钢筋直径计算出每个圆柱体单元的大小，预先设定不同范围内锈蚀极化电流对应不同的颜色显示，并将这些数据存放在顶点数组中；

(3)选择投影模式为透视投影，着色模式为恒定着色，并设定要显示窗口的位置、大小背景颜色信息；

(4)分段绘制圆柱体单元，采用输入输出矩阵，根据测试点位置进行模型变换，并将颜色数组与圆柱体单元数组对应起来，组成一根连续的圆柱体。

2.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述主处理模块包括微控制器以及与所述微控制器连接的数据采集接口、存储装置、人机交互装置以及数据交换装置。

3.根据权利要求2所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述人机交互装置包括触摸屏和键盘，所述存储装置包括有存储器DDR、Flash芯片，所述数据交换装置包括网卡和USB接口。

4.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述脉冲发生装置能产生5-400μA微安级恒定脉冲电流。

5.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，包括用于设置脉冲电流值的键盘、用于显示脉冲电流设定值、当前值以及测试值的显示屏、A/D转换电路、D/A转换电路、末级放大电路、RC滤波电路、前置放大电路、采样电阻和主控器；其中，所述主控器与A/D转换电路、D/A转换电路通过SPI总线连接，所述主控器与所述显示屏通过并口总线进行信息交互，所述主控器与键盘直接通过I/O口进行连接，所述末级放大电路的输入端连接所述D/A转换电路的输出端，所述A/D转换电路的输入端连接所述RC滤波电路的输出端，所述RC滤波电路的输入端连接所述前置放大电路，所述前置放大电路的输入端连接所述采样电阻。

6.根据权利要求5所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述键盘采用矩阵式键盘，包括用于实现输入任意电流值的多个按键，以及实现在输入的电流值的基础上进行增减操作的按键以及确认、取消按键。

7.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述对电极CE以及护环电极GE为两个圆形锌电极环，所述护环电极GE与对电极CE同轴呈环形布置；所述参比电极RE采用AgCl电极，位于所述对电极CE的中心。

8.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述主处理模块与所述脉冲发生装置之间通过串口通信模块连接并通信。